柳廣弟，孫明亮

中國石油大學（北京）地球科學學院，北京 102249

2005年1月，教育部《關于進一步加強高等學校本科教學工作的若干意見》（教高[2005]1號）明確要求：“積極推動研究性教學，提高大學生的創(chuàng)新能力。”這說明研究性教學在本科生創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的重要作用。提高大學生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力是時代對高等教育的要求，也是當前提高教學質量的重點和難點。在建設創(chuàng)新型國家的新形勢下，高等教育肩負的重要任務是培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)精神，促進學生知識、文化、素質、責任的全面發(fā)展。在高水平研究型大學的建設中，研究性教學模式的建立和實施是適應時代要求，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的必然，也是深化教育改革的關鍵。

“石油地質學”課程是中國石油大學（北京）地質工程專業(yè)一門主要的專業(yè)基礎課和必修課，是學生在系統(tǒng)學習了礦物巖石學、地層古生物學、沉積巖石學、構造地質學等地質基礎課后，開始接觸石油勘探開發(fā)知識的第一門課。通過該課程的學習，將奠定地質工程專業(yè)學生的石油勘探開發(fā)理論基礎，在本專業(yè)課程體系中具有舉足輕重的地位，是實現(xiàn)專業(yè)培養(yǎng)目標的“看家課”，同時該課程又是油氣勘探系列課程的骨干課。該課程先后于2007年和2009年被評為北京市精品課程和國家級精品課程。

在這一形勢下，如何進一步加強石油地質學課程建設，進一步提高課程質量是擺在我們面前的新課題。近年來，盡管我們在教材建設、課程教學內(nèi)容、多媒體教學、實踐環(huán)節(jié)等方面下了很大功夫，取得了顯著的成果，但在教學方法上仍以課堂講授的傳統(tǒng)教學方法為主，還不能完全滿足建設研究型大學對本科教育的要求，也不能完全滿足培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的要求。為此，根據(jù)學校統(tǒng)一部署，在地質工程專業(yè)進行了研究性教學的探索和實踐。通過3年的教學實踐，初步探索了適合“石油地質學”課程的研究性教學模式，貫徹“以學生為主體、以教師為主導”教學理念，使授課方式從傳統(tǒng)的填鴨式授課方式轉變?yōu)橐詥栴}為導向的研究性授課方式，促進了學生自主學習，培養(yǎng)了學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力，基本達到了提高基本素質、夯實基本知識、培養(yǎng)基本能力、加強基本技能的目的。

一、研究性教學的特征與模式

1.研究性教學的內(nèi)涵

研究性教學是以人本主義和建構主義學習理論為基礎，倡導以學生為主體，由學生通過主動發(fā)現(xiàn)問題和解決問題而獲得知識、形成能力、發(fā)展個性的教學方式[1-3]。

人本主義學習理論認為[3]，人類具有天生的學習愿望和潛能，這是一種值得信賴的心理傾向，教師的任務不是教學生知識，也不是教學生如何學習知識，而是要為學生提供學習的手段，至于應當如何學習則應當由學生自己決定。教師的角色應當是學生學習的“促進者”。

建構主義學習理論認為，學習活動不是由教師單純向學生傳遞知識，也不是學生被動地接受信息的過程，而是學生憑借原有的知識和經(jīng)驗，通過與外界的互動，主動地生成信息的過程。因此，構建主義主張的學習是“以學生為中心，在整個教學過程中由教師起組織者、指導者、幫助者和促進者的作用，利用情境、協(xié)作、會話等學習環(huán)境要素充分發(fā)揮學生的主動性、積極性和首創(chuàng)精神，最終達到使學生有效地實現(xiàn)對當前所學知識的意義建構的目的?！?/p>

研究性教學主要是指學生在教師指導下的研究性學習，針對課程內(nèi)容確定一系列研究課題，以類似科學研究的方式，主動地獲取知識、應用知識、解決問題的學習活動。教師在其中的主要任務是，根據(jù)課程的教學目標和教學要求，針對課程的教學內(nèi)容確定一系列的研究課題或問題，理清解決這一問題的研究思路，指導學生自主學習，通過引導學生與學生之間或學生與教師之間的討論、交流，通過不同觀點的交鋒，補充、修正、加深每個學生對當前問題的理解[2-6]。

2.研究性教學的特征與模式

研究性教學的實質就是讓學生在教學過程中體驗科學原理的發(fā)現(xiàn)和應用科學原理解決實際問題等不同類型的研究過程，通過主動研究問題來獲取知識，發(fā)展科學研究能力。研究性教學的基本特征是：(1)強調以學生為中心；(2)強調以問題為導向的教學內(nèi)容；(3)強調探究性、協(xié)作性和主動性學習；(4)強調學習資源利用的多元性；(5)在整個教學過程中教師起組織者、指導者、幫助者和促進者的作用。研究性教學包括三種形式：課堂講授中的研究性教學；針對某一問題學生自主進行的研究性學習；單獨設置的研究性、實踐性教學環(huán)節(jié)。不同形式的研究性教學的具體方式可以根據(jù)課程的不同性質具體確定。

課堂講授是目前我校絕大多數(shù)課程的主要教學方式，由于課程內(nèi)容和學時等原因，限制了學生自主進行的研究性學習以及單獨設置的實踐性研究環(huán)節(jié)等其他教學形式的使用，課堂講授在以后很長一段時間內(nèi)，仍然會是主要的教學方式。如何在課堂教學中實現(xiàn)研究性教學，是我們面臨的一個挑戰(zhàn)。課堂講授中的研究性教學與其他兩種方式相比較，也是最難實現(xiàn)研究性教學的一種形式。

課堂講授中的研究性教學應體現(xiàn)在針對課程內(nèi)容中的科學原理設定相應的問題（如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的科學原理或科學原理的實際應用問題），教師在課堂教學中應重點講授原理的發(fā)現(xiàn)過程、科學研究的思路、研究內(nèi)容和研究方法；在講授過程中教師應引導、啟發(fā)學生發(fā)現(xiàn)問題，通過觀察、想象和思維活動分析問題，發(fā)現(xiàn)科學定理。也可以是教師通過一些實例引導學生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，然后指導學生在課外開展文獻收集、科學實驗等活動，在此基礎上進行課堂研討，解決問題。課堂講授中的研究性教學要在教學中實實在在地體現(xiàn)出知識的獲得過程，體現(xiàn)發(fā)現(xiàn)科學真理的認識過程，使教學過程體現(xiàn)出探索性，激發(fā)學生的創(chuàng)新精神，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

當然，這種研究性教學對學生來講，應該是一種被動的研究性學習，其主導權在教師，其效果好壞主要取決于教師。因此，這種研究性教學難度最大，對教師的要求最高。教師不僅要對教學內(nèi)容十分熟悉，還要掌握教學內(nèi)容中涉及的基本原理的發(fā)現(xiàn)過程以及這一過程中涉及的研究方法、研究實例、研究過程中遇到的問題和解決的途徑等等。

學生自主進行的研究性學習是教師根據(jù)課程的內(nèi)容確定學生自主學習的教學內(nèi)容，確定自主學習的題目（問題）。學生在教師的指導下進行文獻調研，學生通過獨立研讀文獻，寫出小論文，分組進行研討，做出PPT；最后，各組在課堂上進行PPT展示，相互討論，教師進行點評，學生和教師對每一組同學的研究性學習成績進行綜合評定[7-8]。

研究性實踐教學環(huán)節(jié)是根據(jù)課程的教學內(nèi)容設定課題，給定學生實際資料，讓學生根據(jù)課程學習的基本原理和基本方法，進行實例研究，得出結論，寫出研究報告。這些課題的研究可以使學生進一步加深對課程學習的基本原理的理解，通過研究方法的實際應用，學會解決問題的思路、方法。

二、石油地質學研究性教學實踐

本次在“石油地質學”研究性教學改革中，采用了上述三種研究性教學形式，對課堂講授過程中適宜進行研究性教學的部分進行了分析和選擇；建立了初步的自主學習主題及相應的文獻庫；完善了實踐性研究教學環(huán)節(jié)的案例庫。我校本科生“石油地質學”課程共72學時，安排講課46學時，自主學習研討課10學時，實踐性研究教環(huán)節(jié)課10學時，實驗課6學時。

1.課堂講授中研究性教學主題的選擇

“石油地質學”課程內(nèi)容繁多，并不是所有內(nèi)容都適合開展研究性教學；同時學時的限制也不允許所有內(nèi)容都開展以問題為導向的研究性教學。為了充分利用課堂學時，更好地、有重點地開展課堂講授中的研究性教學，有必要通過對教學內(nèi)容的深入分析和研究，選擇適當?shù)膯栴}開展研究性教學。根據(jù)“石油地質學”課程的內(nèi)容及其性質，我們選擇了以下幾個問題，在課堂講授中進行了研究性教學的嘗試。

（1）油氣生成過程中時間和溫度的作用。在講課中，通過考察不同時代盆地有機質生烴門限的差異，引導學生注意時間在烴源巖成熟過程中的作用，介紹康南如何通過考察、分析、統(tǒng)計這些現(xiàn)象，推導出康南公式，得到時間和溫度在油氣生成中的作用的認識；另一方面，告訴學生科學家又是如何通過化學動力學理論推導得到相同的結論。通過這一原理的發(fā)現(xiàn)過程的講解，使學生了解科學家是如何從理論與地質實例兩個方面發(fā)現(xiàn)并論證一個科學原理，使學生學會科學研究的過程。

（2）圈閉理論的形成和發(fā)展。圈閉理論是石油地質學一個十分重要的理論，但對圈閉的認識有一個漫長的發(fā)展和完善過程。從最初只認識構造圈閉，到發(fā)現(xiàn)地層圈閉和巖性圈閉，直到目前非常規(guī)油氣聚集的發(fā)現(xiàn)，圈閉的概念在不斷發(fā)展，圈閉的類型仍在不斷豐富。通過這一理論形成與發(fā)展過程的講授，使學生了解石油地質學的許多理論是隨著油氣勘探的發(fā)現(xiàn)過程在不斷發(fā)展和完善的，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。

（3）陸相盆地油氣聚集源控論思想的形成。源控論是中國石油地質學的重要理論，我國地質學家在油氣勘探實踐中發(fā)現(xiàn)，松遼盆地、渤海灣盆地、鄂爾多斯盆地等許多盆地的主要油氣田都圍繞盆地生烴中心分布；地質學家進而對我國陸相盆地石油地質條件和油氣運聚機理進行了深入研究，從實踐與理論兩個方面論證了生烴中心對油氣分布的控制作用，形成了在中國石油地質學中占有十分重要地位的源控論。通過這一實例，使學生了解一個理論的形成不僅要有地質規(guī)律的總結，同時也要有理論的論證。

（4）天然氣運聚散動平衡原理。天然氣和石油形成過程與分布規(guī)律有相似性，也有其自身的特殊性。如何觀察事物的特殊性并從中總結出規(guī)律是學生應掌握的科學研究的方法之一。天然氣聚散動平衡理論的形成過程很好地體現(xiàn)了這一研究方法。很多已知典型天然氣藏形成歷史的研究表明，天然氣藏的形成事件都很晚，即屬晚期成藏，這一現(xiàn)象如何從理論上得到合理的解釋呢？地質學家通過大量的實驗室試驗和理論計算表明，天然氣在地下具有很強的擴散性，擴散作用造成了天然氣藏中天然氣的持續(xù)散失，證明了目前的氣藏是天然氣的補給與散失的動態(tài)平衡過程。這一實例表明了地質現(xiàn)象的觀察、實驗室驗證和理論計算在科學研究中的重要性。

在課堂講授過程中，講解基本概念、科學原理、科學規(guī)律的形成與發(fā)現(xiàn)過程可以使學生學到科學的研究思路和方法，學會從現(xiàn)象中總結地質規(guī)律，并通過理論和實驗研究上升到理論高度。

2.學生自主進行的研究性學習

學生自主進行的研究性學習分5個步驟實施：（1）教師根據(jù)課程的教學內(nèi)容選定學習題目；（2）學生在課后通過文獻調研和閱讀，就相關題目自主完成小論文；（3）將學生分組，每一組同學內(nèi)部進行討論，并就相關題目做出PPT演示；（4）各組在課上進行PPT演講，相互提問和討論；（5）教師點評，教師與各組同學共同評定成績。

在本次教學中，我們共選定了5個學生自主學習和研討的主題，主題的選擇側重以下方面：（1）近年來的重要進展，而在教材中反映不夠充分的；（2）目前仍存在一些爭論或在一部分人中存在模糊認識的問題；（3）在應用和認識中容易出偏差的問題。選定的5個主題為：

（1）我國碳酸鹽巖儲集層的特征與形成機理。近年來，我國碳酸鹽巖層系的油氣勘探取得重要進展，促進了碳酸鹽巖儲集層的研究和對碳酸鹽巖儲集層的認識，出現(xiàn)了許多新的觀點和新的認識，這些新的進展在教材中反映不夠充分。通過學生自主學習不僅可以補充這部分新的進展，還可以培養(yǎng)學生自主學習、綜合分析的能力。

（2）有機生油與無機生油。有機生油與無機生油一直是石油地質界甚至是自然科學界爭論的一個課題。盡管絕大多數(shù)學者承認石油是有機成因的，并且有機生油理論在指導全世界油氣勘探中取得了巨大成功，但目前仍有一部分學者主張石油是無機成因的，或與無機成因有關。應該承認，盡管油氣有機成因已經(jīng)形成了比較完善的理論體系，但目前仍存在一些沒有完全解決或不能完滿解釋的問題。無機成因學說的研究從另一個方面促進了有機學說的發(fā)展和完善。我們把這個主題交給學生自學和討論，能夠使學生開闊思路和視野，進一步加深對油氣成因學說的理解，了解其中存在的問題和有待進一步完善的地方，學會從不同的側面分析問題，提高創(chuàng)新意識。

（3）油氣藏分類。油氣藏分類問題是石油地質學中的老問題。不同人根據(jù)不同的分類原則、不同的目的，對油氣藏進行了不同的分類。目前石油地質學教科書上的油氣藏分類是以圈閉成因為主導的油氣藏分類，將油氣藏劃分為構造油氣藏、地層油氣藏、巖性油氣藏和復合油氣藏四大類。這一分類很好地反映了常規(guī)油氣藏的形成機理和分布規(guī)律。但是隨著近年來非常規(guī)油氣藏類型的不斷發(fā)現(xiàn)，這一圈閉成因分類已經(jīng)無法涵蓋主要的非常規(guī)油氣藏類型，因此有必要以一種新的思路對油氣藏進行重新的分類。這一問題的討論可以開闊學生的思路，使學生學會從不同類型油氣藏中抽象出其共性與聯(lián)系，學會科學的分類方法。

（4）泥巖壓實、欠壓實與異常高壓的形成。近年來一直有人在懷疑欠壓實現(xiàn)象的存在[10]，并認為“欠壓實是地質學中最荒謬的概念之一”。這一觀點在網(wǎng)上已有一定的流傳，在一部分學生中產(chǎn)生一定影響。這一問題的討論有助于澄清概念，加深對欠壓實和異常高壓成因的理解。

（5）流體勢的意義與應用。流體勢是石油地質學中的一個重要概念，在油氣運移研究中有廣泛應用。部分學者對流體勢的概念及其應用提出了不同的見解，在近年來的應用中也不斷發(fā)現(xiàn)流體勢概念中存在的問題。但是，流體勢的現(xiàn)有定義是否需要進一步修正，應如何正確運用流體勢的概念研究油氣運移等問題，需要進一步研究和澄清。

上述問題的研討有助于學生加深對基本概念、基本原理的理解和掌握，使學生從中學會如何發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，有利于激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

3.研究性實踐環(huán)節(jié)

根據(jù)課程內(nèi)容，設計了6個研究性實踐教學課題，主要是應用課程的知識和原理解決一些比較簡單的實踐問題，相當于課程設計。這些題目要求學生自主完成，并寫出報告。這6個題目是：（1）烴源巖演化特征與生油區(qū)評價；（2）時間-溫度指數(shù)（TTI）值的計算與烴源巖成熟度評價；（3）天然氣成因類型綜合判別；（4）圈閉及油氣藏類型的識別；（5）流體勢計算和油氣運移方向分析；（6）油氣藏形成條件綜合分析。

4.研究性教學的考核

采用過程評價的方法對學生的學習進行評價，參與評價的要素包括考勤、課上發(fā)言情況、論文成績、研討成績（按小組評定）、實踐環(huán)節(jié)成績、期末考試成績。全過程評價改變了過去以期末考試為主的評價方式，提高了學生在各個教學環(huán)節(jié)的學習積極性。

三、結束語

我校在“石油地質學”教學中進行研究性教學的探索，初步建立了“石油地質學”研究性教學課程體系，探索了“以學生為主體、以教師為主導”的研究性教學模式，這種模式是一種既重視發(fā)揮教師在教學過程中的主導作用，又充分體現(xiàn)學生在學習過程中的主體地位的教學模式。

教師的主導作用體現(xiàn)在：研究性教學和研究性學習的對象由教師根據(jù)教學內(nèi)容和教學目標確定；教師提供學生自主學習的核心參考文獻和研究性實踐環(huán)節(jié)的實際資料和其他教學資源；在學生的自主性學習中教師提供指導和幫助，對學生進行啟發(fā)和引導；自主學習和研討之后的點評、總結與提高。

在研究性教學和研究性學習中要充分體現(xiàn)學生的主體地位，充分發(fā)揮學生的積極性和主動性，這一過程如果沒有學生主動參與和積極投入，研究性教學和研究性學習將不能實現(xiàn)。在教學過程中既要每一個學生主動參與、積極投入，還要發(fā)揮學生之間相互交流、研討、相互啟發(fā)的合作精神。對于研究性教學，學生在學習過程中的主體地位能否充分體現(xiàn)是成敗的關鍵。

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